WO2019073815A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a control device of an internal combustion engine.
- Patent Document 1 combustion stabilization is attempted when the air-fuel ratio is lean by controlling the igniter based on the in-cylinder pressure and volume before ignition.
- Patent Document 1 assumes that the temperature distribution in the cylinder before ignition is uniform and there is no gas flow, and reflects the temperature distribution and gas flow in the cylinder after actual ignition. It is not possible to stabilize the combustion in the combustion chamber. As a result, in the internal combustion engine, the vibration due to the increase in the fluctuation of the combustion torque becomes large, and the riding comfort of the driver is deteriorated.
- an object of the present invention is to reduce the vibration by suppressing the fluctuation of the combustion torque in the internal combustion engine, and to prevent the deterioration of the riding comfort of the driver.
- a combustion state detection unit that detects whether the plurality of cylinders are in a normal combustion state or a non-normal combustion state, and a load of combustion torque generated in the cylinders
- Control unit for controlling the drive of the vehicle accessory, and the control unit determines that any one of the plurality of cylinders is in the abnormal combustion state, the abnormal combustion state At a predetermined combustion timing of the cylinder, control is performed to suppress the drive of the vehicle accessory.
- the present invention in the internal combustion engine, it is possible to reduce the vibration by suppressing the fluctuation of the combustion torque, and to prevent the deterioration of the riding comfort of the driver.
- control device 1 for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described.
- a case where an in-line four-cylinder internal combustion engine 100 is controlled by the control device 1 will be described as an example.
- a part of the internal combustion engine 100 or a combination of all the constructions and a part of the construction or all of the control device 1 will be referred to as the control device 1 of the internal combustion engine 100.
- FIG. 1 is a view for explaining the main configuration of a control device 1 of an internal combustion engine 100.
- FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the functional configuration of the control device 1.
- air sucked from the outside flows through the air cleaner 110, the intake pipe 111, and the intake manifold 112 and flows into the respective cylinders 150.
- the amount of air flowing into each cylinder 150 is adjusted by the throttle valve 113, and the amount of air adjusted by the throttle valve 113 is measured by the flow rate sensor 114.
- the throttle valve 113 is provided with a throttle opening degree sensor 113a for detecting the opening degree of the throttle, and the opening degree information of the throttle valve 113 detected by the throttle opening degree sensor 113a is used as a control device (Electronic Control Unit: ECU 1 is output.
- ECU 1 Electronic Control Unit
- throttle valve 113 an electronic throttle valve driven by an electric motor is used, but any method may be used as long as the flow rate of air can be appropriately adjusted.
- the temperature of air flowing into each cylinder 150 is detected by an intake air temperature sensor 115.
- a crank angle sensor 121 is provided radially outward of the ring gear 120 attached to the crankshaft 123, and the crank angle sensor 121 detects a rotation angle of a crankshaft (not shown). In the embodiment, the crank angle sensor 121 detects the rotation angle of the crankshaft 123 every 10 ° and every combustion cycle.
- a water temperature sensor 122 is provided on a water jacket (not shown) of the cylinder head 180 (see FIG. 3), and the temperature sensor 122 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 100.
- the vehicle is also provided with an accelerator position sensor (APS) 126 for detecting the displacement amount (depression amount) of the accelerator pedal 125.
- the accelerator position sensor 126 detects the driver's request torque. Do.
- the driver's request torque detected by the accelerator position sensor 126 is output to the control device 1 described later, and the control device 1 controls the throttle valve 113 based on the request torque.
- the fuel stored in the fuel tank 130 is sucked and pressurized by the fuel pump 131, then flows through the fuel pipe 133 provided with the pressure regulator 132, and is guided to the fuel injection valve (injector) 134.
- the fuel output from the fuel pump 131 is adjusted to a predetermined pressure by the pressure regulator 132, and is injected from the fuel injection valve 134 into each cylinder 150.
- excess fuel is returned to the fuel tank 130 via a return pipe (not shown).
- a combustion pressure sensor 140 (Cylinder Pressure Sensor: CPS, also referred to as an in-cylinder pressure sensor) 140 is provided on a cylinder head 180 (see FIG. 3) of the internal combustion engine 100.
- the combustion pressure sensor 140 is provided in each cylinder 150 and detects the pressure (combustion pressure) in the cylinder 150.
- the combustion pressure sensor 140 is a vibration detection type sensor that measures mechanical vibration of the internal combustion engine 100.
- the combustion pressure sensor 140 is a non-resonance vibration detection sensor, and can detect the vibration of the internal combustion engine 100 over a wide frequency band.
- Each cylinder 150 is attached with an exhaust manifold 160 for discharging the burned gas (exhaust gas) to the outside of the cylinder 150.
- a three-way catalyst 161 is provided on the exhaust side of the exhaust manifold 160, and the exhaust gas is purified by the three-way catalyst 161 and then discharged to the atmosphere.
- An upstream air-fuel ratio sensor 162 and an exhaust temperature sensor 164 are provided upstream of the three-way catalyst 161.
- the upstream air-fuel ratio sensor 162 continuously detects the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from each cylinder 150.
- the exhaust temperature sensor 164 measures the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder 150.
- a downstream air-fuel ratio sensor 163 is provided downstream of the three-way catalyst 161, and the downstream air-fuel ratio sensor 163 outputs a switching detection signal in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio.
- the downstream air-fuel ratio sensor 163 is an O 2 sensor.
- an ignition plug 200 is provided on the upper portion of each cylinder 150, and sparks are ignited in the mixture of air and fuel in the cylinder 150 by the discharge (ignition) of the ignition plug 200. An explosion occurs and the piston 170 is pushed down. As the piston 170 is depressed, the crankshaft 123 is rotated.
- An ignition coil (not shown) for generating a voltage supplied to the ignition plug 200 is connected to the ignition plug 200, and the voltage generated by the ignition coil (not shown) A discharge occurs between the outer electrode (not shown) and the outer electrode (not shown).
- control device 1 detects the operating state of the internal combustion engine 100 based on output signals from these various sensors, and detects the amount of air (target air amount) to be delivered into the cylinder 150, the amount of fuel injection, and the ignition timing of the spark plug 200. Etc. control.
- the target air amount calculated by the control device 1 is converted from the throttle opening degree (target throttle opening degree) into an electronic throttle drive signal and output to an electric motor (not shown) that drives the throttle valve 113. Furthermore, the ignition timing calculated by the control device 1 is output to the ignition coil (not shown) as an ignition signal converted into an energization start angle and an energization angle, and discharge is performed by the spark plug 200 based on the ignition signal ( Be fired).
- the control device 1 includes an analog input unit 10, a digital input unit 20, an A / D (Analog / Digita) conversion unit 30, a RAM (Random Access Memory) 40, and an MPU (Micro- A processing unit) 50, a read only memory (ROM) 60, an input / output (I / O) port 70, and an output circuit 80.
- an analog input unit 10 a digital input unit 20
- a RAM Random Access Memory
- MPU Micro- A processing unit
- ROM read only memory
- I / O input / output
- the analog input unit 10 includes various sensors such as a throttle opening sensor 113 a, a flow sensor 114, an accelerator position sensor 126, an upstream air-fuel ratio sensor 162, a downstream air-fuel ratio sensor 163, a combustion pressure sensor 140, and a water temperature sensor 122.
- An analog output signal is input.
- An A / D converter 30 is connected to the analog input unit 10.
- the analog output signals from the various sensors input to the analog input unit 10 are subjected to signal processing such as noise removal, and then converted to digital signals by the A / D conversion unit 30 and stored in the RAM 40.
- a digital output signal from the crank angle sensor 121 is input to the digital input unit 20.
- An I / O port 70 is connected to the digital input unit 20, and a digital output signal input to the digital input unit 20 is stored in the RAM 40 via the I / O port 70.
- Each output signal stored in the RAM 40 is arithmetically processed by the MPU 50.
- the MPU 50 executes a control program (not shown) stored in the ROM 60 to calculate the output signal stored in the RAM 40 in accordance with the control program. According to the control program, the MPU 50 calculates a control value defining the operation amount of each actuator (for example, the throttle valve 113, the pressure regulator 132, the spark plug 200, etc.) for driving the internal combustion engine 100 and temporarily stores it in the RAM 40. .
- a control program for example, the throttle valve 113, the pressure regulator 132, the spark plug 200, etc.
- a control value that defines the operation amount of the actuator stored in the RAM 40 is output to the output circuit 80 via the I / O port 70.
- the output circuit 80 is provided with a function of an ignition control unit 83 (see FIG. 3) that controls a voltage applied to the spark plug 200.
- FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the functional configuration of the control device 1.
- Each function of the control device 1 is realized by the output circuit 80 when the MPU 50 executes the control program stored in the ROM 60.
- the output circuit 80 of the control device 1 includes a general control unit 81, a fuel injection control unit 82, and an ignition control unit 83.
- the overall control unit 81 is connected to the accelerator position sensor 126 and the combustion pressure sensor 140 (CPS), and the required torque (acceleration signal S1) from the accelerator position sensor 126 and the output signal S2 from the combustion pressure sensor 140 Accept
- the overall control unit 81 performs overall control of the fuel injection control unit 82 and the ignition control unit 83 based on the required torque (acceleration signal S1) from the accelerator position sensor 126 and the output signal S2 from the combustion pressure sensor 140. I do.
- At least the combustion pressure (vibration: output signal S2) information from the combustion pressure sensor 140 is input to the overall control unit 81, and the overall control unit 81 detects the combustion pressure based on the information. And detect the occurrence of knocking.
- the fuel injection control unit 82 includes a cylinder discrimination unit 84 that discriminates each cylinder 150 of the internal combustion engine 100, an angle information generation unit 85 that measures the crank angle of the crankshaft 123, and a rotation speed information generation unit that measures the engine rotation speed. 86 are connected to each other, and the cylinder discrimination information S3 from the cylinder discrimination unit 84, the crank angle information S4 from the angle information generation unit 85, and the engine rotation number information S5 from the rotation number information generation unit 86 Accept.
- the fuel injection control unit 82 measures the temperature of the engine coolant water, an intake amount measurement unit 87 that measures the intake amount of air taken into the cylinder 150, a load information generation unit 88 that measures the engine load, and A water temperature measurement unit 89 is connected to the intake amount information S6 from the intake amount measurement unit 87, the engine load information S7 from the load information generation unit 88, and the coolant temperature information S8 from the water temperature measurement unit 89. Accept.
- the fuel injection control unit 82 calculates the injection amount of the fuel injected from the fuel injection valve 134 and the injection time (fuel injection valve control information S9) based on each received information, and calculates the injection amount of the fuel and the injection
- the fuel injection valve 134 is controlled based on time.
- the ignition control unit 83 is connected to the cylinder determination unit 84, the angle information generation unit 85, the rotation speed information generation unit 86, the load information generation unit 88, and the water temperature measurement unit 89 in addition to the general control unit 81. Accept each piece of information from them.
- the ignition control unit 83 determines the amount of energization (energization angle) for energizing the primary coil (not shown) of the ignition coil (not shown), the energization start time, and the primary side based on each received information.
- the timing (ignition timing) at which the current supplied to the coil (not shown) is cut off is calculated.
- the ignition control unit 83 outputs an ignition signal SA to the primary coil (not shown) of the ignition coil (not shown) based on the calculated amount of energization, the energization start time, and the ignition timing. , And control of ignition by the spark plug 200.
- combustion pressure (in-cylinder pressure) information and the knocking information from the overall control unit 81 are input to the ignition control unit 83.
- the ignition control unit 83 calculates a correction value of ignition timing by the MBT control based on the combustion pressure information, and calculates a retardation correction value based on the knocking information.
- the ignition control unit 83 executes MBT (Minimum Dance for the Best Torque) control or retarding control when knocking occurs, based on the calculation results.
- FIG. 3 is a schematic view for explaining the main configuration of an internal combustion engine 100 (in-cylinder injection type gasoline engine) to which the control device 1 is applied.
- FIG. 4 is a plan view for explaining the arrangement of the cylinders 150. As shown in FIG.
- the internal combustion engine 100 As shown in FIG. 3, the internal combustion engine 100 according to the embodiment will be described by exemplifying the case of an in-line four-cylinder gasoline engine for a vehicle performing spark ignition combustion.
- a first cylinder 151, a second cylinder 152, a third cylinder 153, and a fourth cylinder 154 are provided in series in a cylinder block (not shown).
- the first cylinder 151 to the fourth cylinder 154 are simply referred to as the cylinder 150 when not particularly distinguished.
- each cylinder 150 In the combustion chamber 150 a of each cylinder 150, an ignition plug 200 and a combustion pressure sensor 140 are attached.
- ignition and combustion are performed by the spark plug 200 in the combustion chamber 150a of each cylinder 150 at a rotation angle of the crankshaft 123 of 180 degrees.
- the combustion in each cylinder 150 is performed in the order of the first cylinder 151, the third cylinder 153, the fourth cylinder 154, and the second cylinder 152.
- the pressure of air flowing into each cylinder 150 is measured by an intake pressure sensor 116 provided in an intake manifold 112.
- a cylinder head 180 is provided above each cylinder 150.
- the cylinder head 180 is provided with an intake camshaft 5a for operating an intake valve 6a for adjusting intake of air-fuel mixture (air-fuel mixture) into the cylinder 150, and adjustment of exhaust gas from inside the cylinder 150 And an exhaust camshaft 5b for operating the exhaust valve 6b.
- FIG. 5 is a schematic view for explaining the fuel pump 131. As shown in FIG.
- the fuel pump 131 is connected to the fuel tank 130 and the fuel injection valve 134 by the fuel pipe 133.
- the fuel pump 131 is connected to the intake camshaft 5a and is driven by the rotation of the intake camshaft 5a.
- a fuel pressure sensor 135 for measuring the fuel injection pressure at the fuel injection valve 134 is provided.
- the fuel pump 131 delivers the fuel to the fuel injection valve 134 after the fuel supplied from the fuel tank 130 has a high pressure.
- the fuel injection valve 134 incorporates an on-off valve, and injects fuel into the cylinder 150 of the internal combustion engine 100 by opening the valve.
- FIG. 6 is a view for explaining the operating principle of the fuel pump 131. As shown in FIG.
- the fuel pump 131 closes the suction valve 1311 at a predetermined timing after the fuel (arrow) is introduced from the suction valve 1311 into the pressurizing chamber 1312.
- the fuel pressure in the pressurizing chamber 1312 is increased by the ascent of the plunger 1313 accompanying the rotation of the pump drive cam 500.
- the fuel pump 131 opens the suction valve 1311 when the fuel pressure in the pressurizing chamber 1312 measured by the fuel pressure sensor (not shown) reaches a target value.
- the pressurizing process of the fuel pump 131 is a process from closing the suction valve 1311 to opening it. During this period, since the plunger 1313 is operated by the rotational drive of the pump drive cam 500, the drive torque of the pump drive cam 500 is It will be necessary.
- the drive torque of the pump drive cam 500 is a reaction force to the combustion torque (engine torque) generated by the combustion of the internal combustion engine 100. .
- the sum of the drive torque of the pump drive cam 500 and the combustion torque is output as the engine torque of the internal combustion engine 100 to the outside.
- the pump drive cam 500 has a basic shape of a rectangular shape in a cross sectional view. Pump drive cam 500. Each time the crankshaft 123 rotates twice (720 degrees rotation), it makes one rotation (360 degrees rotation). Therefore, the drive torque of the pump drive cam 500 acts as a load of the crankshaft 123 every time the crankshaft 123 makes a half rotation (180 degrees rotation).
- the shape of the pump drive cam 500 can be appropriately determined according to the number of cylinders of the internal combustion engine 100, and the number of apexes of the pump drive cam 500 (for example, the four apexes of a square) is the same as the number of cylinders. Is desirable. For example, in the case of a six-cylinder internal combustion engine, two triangular pump drive cams may be used, and the total number of apexes of the pump drive cams may be equal to the number of cylinders. Two square pump drive cams may be used, and the total number of apexes of the pump drive cams may be equal to the number of cylinders.
- control device 1 controls the suction valve 1311 of the fuel pump 131 to close after the piston 170 in the cylinder 150 exceeds the top dead center. Therefore, the mounting position of the pump drive cam 500 about the rotation axis is set so that the plunger 1313 is operated in the upward direction after the piston 170 exceeds the top dead center.
- the drive torque of the pump drive cam 500 is set to be the maximum value after the piston 170 exceeds the top dead center (see middle stage in FIG. 11).
- FIG. 7 shows an example of the waveform of the in-cylinder pressure detected by the combustion pressure sensor 140, and shows an example of the in-cylinder pressure P11 in a normal combustion state.
- FIG. 8 shows an example of the waveform of the in-cylinder pressure detected by the combustion pressure sensor 140, and shows an example of the in-cylinder pressure P1 in the extinguished state.
- the in-cylinder pressure P11 of the cylinder 150 in the normal combustion state reaches its maximum value after top dead center.
- the maximum value of the in-cylinder pressure P12 of the cylinder 150 in the extinguished state becomes smaller than the in-cylinder pressure P11 in the normal state, and the timing of the maximum value approaches the top dead center.
- the extinguished state is a state in which combustion starts after ignition when the air-fuel ratio in the cylinder 150 is lean, etc., and then extinguished during combustion.
- FIG. 9 is a view for explaining an example of the difference A between the in-cylinder pressure P11 in the normal state and the in-cylinder pressure P12 in the extinguished state.
- time is taken on the horizontal axis
- the difference A (P11-P12) between the in-cylinder pressure P11 in the normal state and the in-cylinder pressure P12 in the extinguished state is taken on the vertical axis.
- the difference A between the maximum value of the in-cylinder pressure P11 in the normal state and the maximum value of the in-cylinder pressure P12 in the extinguished state is a predetermined threshold Ath.
- the control device 1 determines that the extinction has occurred in the cylinder 150.
- the threshold value Ath is a value calculated in advance from a plurality of actual measurements of the in-cylinder pressure in the normal combustion state and the in-cylinder pressure in the out-of-fire state, and the like.
- the control device 1 determines that the fire has occurred in the cylinder 150, and the top dead At this point, the suction valve 1311 of the fuel pump 131 is opened to reduce the drive torque of the pump drive cam 500 (see the middle stage in FIG. 12).
- combustion torque engine torque generated by the conventional internal combustion engine 100.
- FIG. 10 is a view for explaining an example of the combustion torque (engine torque) generated in the conventional internal combustion engine 100. As shown in FIG. 10
- FIG. 10 The upper part of FIG. 10 is a diagram in which the horizontal axis represents the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 123, and the vertical axis represents the combustion torque transmitted to the crankshaft 123 by combustion in each cylinder 150. And the lower axis shows the crank angle in the horizontal axis, and the sum of the combustion torque and the driving torque in the vertical axis. ing.
- the sum of the combustion torque and the drive torque is the torque (engine torque) output from the internal combustion engine 100.
- FIG. 10 is a waveform example when the combustion of the first cylinder 151, the fourth cylinder 154, and the second cylinder 152 is in the normal state, and the combustion of the third cylinder 153 is in the extinguished state.
- combustion and explosion occur in each of the cylinders 151 to 154 every time the crankshaft 123 rotates 180 degrees, and the top dead center (about 180 degrees, about 360 degrees, about 540
- the combustion torque has a minimum value at a timing slightly earlier than approximately 720 degrees, and the combustion torque has a maximum value at a timing slightly after top dead center.
- the maximum value of the combustion torque of the third cylinder 153 is smaller than the maximum value of the combustion torques of the other cylinders 151, 152, 154.
- the control device 1 closes the suction valve 1311 of the fuel pump 131 at a timing slightly before the top dead center, and raises the plunger 1313 by rotational drive of the pump drive cam 500. To increase the pressure in the pressure chamber 1312. Then, the control device 1 opens the suction valve 1311 at the timing of top dead center to reduce the pressure in the pressure chamber 1312.
- the drive torque (load) of the fuel pump 131 becomes the minimum value at a timing slightly before the top dead center, and the suction valve 1311 is opened at the top dead center to pressurize the pressure chamber 1312 Is open. Therefore, the phase of the load by the drive of the pump drive cam 500 is the generation end position at the top dead center of the crankshaft 123.
- the difference between the combustion torque of the cylinders 151, 152, 154 in the normal combustion state and the combustion torque of the third cylinder 153 in the extinguished state is A, and the difference A makes the internal combustion engine 100 Irregular vibrations occur. Therefore, the control device 1 is required to reduce the difference A in order to prevent the occurrence of the irregular vibration of the internal combustion engine 100 and prevent the driver from feeling uncomfortable.
- the difference between the maximum value and the minimum value of the combustion torque of the cylinders 151, 152, 154 in the normal combustion state is B. Also by this difference B, the absolute vibration of the internal combustion engine 100 is The value increases, which makes the driver's ride worse. Therefore, in addition to reducing the above-described difference A, the control device 1 is required to reduce the difference B between the maximum value and the minimum value of the combustion torque of the cylinder 150 in the normal combustion state.
- FIG. 11 is a view for explaining an example of the combustion torque (engine torque) generated by the internal combustion engine 100 according to the embodiment. Since the view of FIG. 11 is the same as that of FIG. 10, it will be described as needed.
- the phase of the load of the pump drive cam 500 is the generation termination position of the load of the pump drive cam 500 at the top dead center of the crankshaft 123, while in the embodiment, As shown in the middle stage, the phase of the load of the pump drive cam 500 is different from the embodiment described above in that the load start position of the pump drive cam 500 is at the top dead center of the crankshaft 123.
- the upper part of FIG. 11 has the same waveform as the upper part of FIG. 10, and shows the combustion torque of each cylinder 150, and the extinction of combustion occurs in the third cylinder 153.
- control device 1 closes the suction valve 1311 of the fuel pump 131 at the top dead center and raises the plunger 1313 by rotational drive of the pump drive cam 500 to pressure the pressure chamber 1312 Raise.
- the drive torque (load) of the fuel pump 131 (pump drive cam 500) has a minimum value at a timing slightly after top dead center. Therefore, the phase of the load by the drive of the pump drive cam 500 is the generation start position at the top dead center of the crankshaft 123.
- the difference B1 between the maximum value and the minimum value of the engine torque of each cylinder 150 becomes smaller than the difference B of the conventional example described above (B1 ⁇ B). Therefore, the absolute value of the vibration of the internal combustion engine 100 is reduced, and the deterioration of the driver's riding comfort can be prevented.
- the extinction of the fire is achieved by suppressing (or stopping) the drive of the pump drive cam 500 at the maximum value of the combustion torque of the cylinder (in the embodiment, the cylinder 153) where the extinction has occurred.
- the decrease in engine torque at the generated cylinder (cylinder 153) is suppressed.
- FIG. 12 is a view for explaining an example of the combustion torque (engine torque) generated by the internal combustion engine 100A of the second embodiment. Since the view of FIG. 12 is the same as that of FIG. 10, it will be described as needed.
- the upper part of FIG. 12 has the same waveform as the upper part of FIG. 10 (or FIG. 11), and shows the combustion torque of each cylinder 150, and the extinction of combustion occurs in the third cylinder 153.
- control device 1 continues the opening of the suction valve 1311 of the fuel pump 131 at timings before and after top dead center of the third cylinder in which the fire has occurred, and the drive torque of the pump drive cam 500 Reduce the occurrence of
- the difference A2 between the maximum value of the engine torque of each cylinder 151, 152, 154 in the normal combustion state and the maximum value of the engine torque of the third cylinder 153 in the extinguished state is smaller than the difference A of the conventional example described above. (A2 ⁇ A). Therefore, the irregular vibration of the internal combustion engine 100 can be suppressed, and the driver's discomfort can be reduced.
- Control method of fuel pump Next, a control method of the fuel pump 131 by the control device 1 will be described.
- the process of FIG. 13 is a process executed by the control device 1 by executing a predetermined control program.
- FIG. 13 is a flowchart of a control method of the fuel pump 131 by the control device 1.
- step S11 the control device 1 starts control of the fuel pump 131.
- step S12 the control device 1 detects the rotation angle of the crankshaft 123 by the crank angle sensor 121.
- step S13 the control device 1 determines whether or not the detected crank angle is at top dead center (TDC), and when the crank angle is TDC (step S13: Yes), step S26. Go to On the other hand, when the crank angle is not TDC (step S13: No), the control device 1 returns to step S12 and repeats the processes of steps S12 and S13 until determining that the crank angle is TDC.
- step S14 the control device 1 detects the rotation angle of the crankshaft 123 with the crank angle sensor 121 as in step S12.
- step S15 the control device 1 detects the in-cylinder pressure P of each of the cylinders 150 (in the embodiment, the first cylinder 151, the second cylinder 152, the third cylinder 153, and the fourth cylinder 154) by the combustion pressure sensor 140. .
- step S16 the control device 1 determines whether or not the extinction of any of the cylinders 150 has occurred. If the controller 1 determines that extinction has occurred in any of the cylinders (step S16: Yes), the process proceeds to step S17, and if it is determined that extinction has not occurred (step S16: No), the process proceeds to step S14. Return and detect the crank angle again.
- the determination as to whether or not extinction has occurred by the control device 1 calculates the difference A between the in-cylinder pressure of the normal combustion state and the extinction state of each cylinder 150 detected by the combustion pressure sensor 140. It is determined by whether or not a preset threshold Ath is exceeded. When the difference A in the in-cylinder pressure becomes smaller than the predetermined threshold value Ath, the control device 1 determines that the extinguishment has occurred in the cylinder.
- step S17 the control device 1 calculates the combustion torque (the combustion torque of the crankshaft 123) of each cylinder 150 based on the crank angle detected in step S14 and the in-cylinder pressure detected in step S15.
- step S18 the control device 1 calculates the timing (CCA) for closing the suction valve 1311 of the fuel pump 131 based on the combustion torque of the crankshaft 123 calculated in step S17.
- control device 1 determines when the combustion torque of the crankshaft 123 reaches its maximum value by the combustion in each cylinder 150 and when the drive torque of the pump drive cam 500 of the fuel pump 131 reaches its maximum value.
- the closing timing of the suction valve 1311 is calculated so as to coincide with each other.
- the control device 1 acquires measured values of the combustion torque of the crankshaft 123 and the drive torque of the pump drive cam 500, and creates and stores in advance a data table or map in which they are associated with each other. .
- the control device 1 refers to a data table or map stored in advance so that the time when the combustion torque of the crankshaft 123 reaches the maximum value coincides with the time when the drive torque of the pump drive cam 500 becomes the maximum value. , The closing timing of the suction valve 1311 is calculated.
- the control device 1 calculates the timing for closing the suction valve 1311 of the fuel pump 131 with reference to the timing when the combustion torque of the crankshaft 123 due to combustion reaches the maximum value in the previous (past) combustion cycle. May be
- step S ⁇ b> 19 the control device 1 detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 123 at the present point of time by the crank angle sensor 121.
- step S20 the control device 1 determines whether the crank angle obtained in step S19 is less than the timing for closing the suction valve 1311 (CCA) and determines that the crank angle is less than CCA (Step S20: Yes) The process proceeds to Step S25, and when it is determined that the crank angle is not less than the CCA (Step S20: No), the process returns to Step S19, and the crank angle is detected again.
- CCA timing for closing the suction valve 1311
- control device 1 measures the fuel injection pressure (fuel pressure) at the fuel injection valve 134 by the fuel pressure sensor 135 in step S21.
- step S22 the control device 1 determines whether the fuel injection pressure (fuel pressure) measured in step S21 is less than a preset required fuel pressure, and determines that it is less than the required fuel pressure (Step S22: Yes), the process proceeds to Step S25, and when it is determined that the required fuel pressure or more (Step S22: No), the process proceeds to Step S21, and the fuel injection pressure (fuel pressure) is measured again.
- step S23 the control device 1 detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 123 with the crank angle sensor 121 simultaneously with steps S12 and S14.
- step S24 the control device 1 determines whether the crank angle detected in step S23 is less than 90 degrees after top dead center and determines that it is less than 90 degrees after top dead center (step S24). : Yes), the process proceeds to step S25, and when it is determined that it is 90 or more after the top dead center (step S24: No), the process returns to step S23, and the crank angle is detected again.
- step S25 when all the results of steps S20, S22, and S24 are No, the control device 1 proceeds to step S26. When all the results of steps S20, 22, and S24 are not No, the control device 1 proceeds to step S28.
- step S26 the control device 1 proceeds to step S27 if both the results of steps S25 and S13 are Yes, and proceeds to step S28 if both steps S25 and S13 are not Yes.
- step S27 the control device 1 performs control to close the suction valve 1311 of the fuel pump 131, and then returns to step S11.
- step S28 the control device 1 performs control to open the suction valve 1311 of the fuel pump 131, and then returns to step S11.
- the process of FIG. 14 is a process that the control device 1A executes by executing a predetermined control program.
- FIG. 14 is a flowchart of a control method of the fuel pump 131 by the control device 1.
- step S51 the control device 1A starts control of the fuel pump 131.
- step S52 the control device 1A detects the rotation angle of the crankshaft 123 by the crank angle sensor 121.
- step S53 control device 1A determines whether or not the detected crank angle is a top dead center (TDC), and when the crank angle is TDC (step S53: Yes), step S71. Go to On the other hand, when the crank angle is not TDC (step S53: No), the control device 1A returns to step S52, and repeats the processes of steps S52 and S53 until determining that the crank angle is TDC.
- TDC top dead center
- step S54 the control device 1A detects the rotation angle of the crankshaft 123 with the crank angle sensor 121 as in step S52.
- control device 1A detects in-cylinder pressure P of each cylinder 150 (in the embodiment, first cylinder 151, second cylinder 152, third cylinder 153, fourth cylinder 154) by combustion pressure sensor 140. .
- step S56 the control device 1A determines whether or not extinction of any of the cylinders 150 has occurred. If the controller 1A determines that extinction has occurred in any of the cylinders (step S56: Yes), the process proceeds to step S57, and if it is determined that extinction has not occurred (step S56: No), the process proceeds to step S54. Return and detect the crank angle again.
- step S57 the control device 1A calculates the combustion torque (torque of the crankshaft 123) of each cylinder 150 based on the crank angle detected in step S54 and the in-cylinder pressure detected in step S55.
- step S58 the control device 1A stores the combustion torque of each cylinder 150, and records the maximum value of the combustion torque in the previous combustion cycle.
- step S59 the control device 1A calculates a timing (CCA) for closing the suction valve 1311 of the fuel pump 131 based on the combustion torque of the crankshaft 123 calculated in step S57.
- a timing CCA
- step S60 the control device 1A detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 123 at the present time by the crank angle sensor 121.
- step S61 the control device 1A determines whether the crank angle obtained in step S60 is less than the timing for closing the suction valve 1311 (CCA), and determines that the crank angle is less than CCA. (Step S61: Yes), the process proceeds to step S70, and when it is determined that the crank angle is not less than CCA (step S61: No), the process returns to step S60, and the crank angle is detected again.
- step S62 the control device 1A stores the crank angle detected in step S54 and the in-cylinder pressure P of each cylinder 150 detected in step S55 as a history.
- step S63 the control device 1A performs a combustion analysis process based on the history recorded in step S62, and calculates the combustion end timing in each cylinder 150.
- Control device 1A estimates the combustion end timing (CC90) of the next combustion cycle based on the calculation result.
- step S ⁇ b> 64 the control device 1 ⁇ / b> A detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 123 at the current time point by the crank angle sensor 121.
- step S65 the control device 1A determines whether the crank angle detected in step S64 is less than the combustion end timing (CC90). If the control device 1A determines that the crank angle is less than CC90 (step S65: Yes), the process proceeds to step S70, and if the crank angle is determined to be CC90 or more (step S65: No), the process returns to step S54. To detect the current crank angle again.
- step S66 the control device 1A measures the fuel injection pressure (fuel pressure) at the fuel injection valve 134 using the fuel pressure sensor 135.
- step S67 the control device 1 determines whether the fuel injection pressure (fuel pressure) measured in step S66 is less than a preset required fuel pressure, and determines that it is less than the required fuel pressure If it is determined that the fuel pressure is higher than the required fuel pressure (step S67: No), the process proceeds to step S66, and the fuel injection pressure (fuel pressure) is measured again.
- step S68 the control device 1A detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 123 with the crank angle sensor 121 simultaneously with steps S52 and S54.
- step S69 the controller 1A determines whether the crank angle detected in step S68 is less than 90 degrees after top dead center (ATDC 90) and determines that it is less than 90 degrees after top dead center (Step S69: Yes), the process proceeds to Step S70, and when it is determined that it is 90 or more after the top dead center (Step S69: No), the process returns to Step S68, and the crank angle is detected again.
- step S70 when all the results of steps S61, S67, and S69 are No, the control device 1A proceeds to step S71, and when all the results of steps S61, 67, and S69 are not No, the process proceeds to step S73.
- step S71 when both of the results of steps S70 and S53 are Yes, the control device 1A proceeds to step S72, and when both of steps S70 and S53 are not Yes, it proceeds to step S73.
- step S72 the control device 1A performs control to close the suction valve 1311 of the fuel pump 131, and then returns to step S51.
- step S73 the control device 1A performs control to open the suction valve 1311 of the fuel pump 131, and then returns to step S51.
- the control device 1A stores the maximum value of the combustion torque in step S58 and calculates the valve closing timing based on the maximum value of the combustion torque in step S59. Therefore, based on the past combustion torque, more appropriate valve closing timing can be determined.
- control device 1A stores the crank angle detected in step S54 and the in-cylinder pressure P of each cylinder 150 detected in step S55 as a history, and estimates the combustion end timing in step S63 based on the history. ing. Therefore, the control device 1 can estimate the combustion end time more appropriately and accurately based on the past history information.
- the plurality of cylinders 150 are in the normal combustion state or in the extinguished state ( Vehicle with load of combustion state detection unit (processing of step S16 or step S56 by the control device 1) for detecting whether it is an abnormal combustion state) and combustion torque (see upper stage in FIG. 11 and FIG. 12)
- Control device 1 (control unit) that controls the driving of an auxiliary device (for example, a fuel pump), and the control device 1 controls any one of the plurality of cylinders 150 (for example, the third cylinder 153).
- control is performed to suppress the drive of the vehicle accessory at a predetermined combustion timing of the third cylinder 153 in the extinguished state.
- the control device 1 controls the vehicle accessory (e.g., fuel pump) to be loaded with the combustion torque of the third cylinder at the combustion timing of the cylinder (e.g., the third cylinder 153) in which the fire is extinguished. Can be suppressed, so that the fluctuation of the combustion torque of the third cylinder 153 in which the extinguishment has occurred can be suppressed. Therefore, the irregular vibration of the internal combustion engine 100 can be suppressed, and the deterioration of the ride quality of the driver can be prevented.
- the vehicle accessory e.g., fuel pump
- the predetermined combustion timing is the top dead center (TDC) of the piston 170 in the cylinder (for example, the third cylinder 153) where the extinction has occurred, and the control device 1 determines the third cylinder 153 where the extinction has occurred.
- TDC top dead center
- the vehicle accessory is driven so that the load of the vehicle accessory is not generated.
- the control device 1 can suppress a decrease in combustion torque at the top dead center in the cylinder (for example, the third cylinder 153) in which the fire has occurred due to the load of the vehicle accessory. Therefore, the irregular vibration of the internal combustion engine 100 can be suppressed, and the driver's discomfort can be reduced.
- the predetermined combustion timing is at the top dead center (TDC) of the piston 170 in the cylinder 150, and the control device 1 maximizes the load on the vehicle accessory at the top dead center (TDC) of the piston 170. It was configured to drive the vehicle accessory to have a value.
- control device 1 can reduce the amplitude of the combustion torque at the top dead center of the cylinder 150 as a whole. Therefore, the vibration of the internal combustion engine 100 can be reduced as a whole, and the deterioration of the ride quality of the driver can be prevented.
- the control device 1 determines that the combustion torque in a predetermined cylinder (for example, the third cylinder 153 in which the extinction is generated) among the plurality of cylinders 150 is the combustion torque in the normal combustion state of any cylinder 150. In contrast, based on the determination that the threshold Ath (first threshold) or more is lower, the combustion torque is determined to be the threshold Ath or more lower than the threshold Ath (for example, on the piston 170 of the third cylinder 153 where the fire is generated). At the dead point, the drive of the vehicle accessory is suppressed.
- a predetermined cylinder for example, the third cylinder 153 in which the extinction is generated
- control device 1 determines that extinction has occurred when it is determined that the difference between the predetermined cylinder 150 and the combustion torque in the normal combustion state is lower by a predetermined threshold Ath or more.
- the control which suppresses the drive of the accessory can be appropriately performed.
- the vehicle accessory is the fuel pump 131 that supplies fuel to the cylinder 150
- the control device 1 determines that the combustion torque in a predetermined cylinder (for example, the third cylinder 153 in which the fire is generated) is Of the piston 170 of the third cylinder 153 determined to have a low combustion torque equal to or higher than the threshold Ath based on the judgment that the combustion torque in the normal combustion state of the cylinder 150 is lower than the threshold Ath (predetermined threshold).
- the fuel pump 131 is driven such that the driving torque of the fuel pump 131 becomes the maximum value.
- the driving of the fuel pump 131 is interlocked with the crankshaft 123 that drives the piston 170. Therefore, the combustion torque by the motion of the piston 170 and the driving torque of the fuel pump 131 are interlocked to generate the combustion torque. Can be controlled efficiently.
- the fuel pump 131 is operated in the vertical direction by the pressurizing chamber 1312 in which the fuel is pressurized, the suction valve 1311 which controls the supply of the fuel to the pressurizing chamber 1312, and the pressurizing chamber 1312.
- the plunger 1313 for pressurizing the fuel and the pump drive cam 500 for driving the plunger 1313 in the vertical direction, and the number of apexes of the pump drive cam 500 in sectional view is set to match the number of cylinders 150 It was composition.
- the waveform of the combustion torque in the cylinder 150 and the waveform of the drive torque for driving the pump drive cam 500 have the same phase. Therefore, the maximum value of the combustion torque and the maximum value of the drive torque can be made to coincide with each other to facilitate control for reducing the fluctuation of the combustion torque.
- combustion pressure sensor 140 in-cylinder pressure sensor
- crank angle sensor 121 that detects the rotation angle of the crankshaft 123 of the internal combustion engine 100.
- the control device 1 calculates the combustion torque of the cylinder 150 based on the pressure of the cylinder 150 detected by the combustion pressure sensor 140 and the rotation angle of the crankshaft 123 detected by the crank angle sensor 121.
- the driving torque of the fuel pump 131 is at the top dead center of the piston 170 of the cylinder (for example, the third cylinder 153) whose combustion torque is determined to be lower than the threshold Ath with respect to the combustion torque in the normal combustion state of the cylinder 150.
- the fuel pump 131 is driven to reach the maximum value.
- control device 1 can appropriately calculate the combustion torque based on the in-cylinder pressure detected by the combustion pressure sensor 140 and the crank angle detected by the crank angle sensor 121. Detection of extinction based on the combustion torque and suppression control of the combustion torque can be appropriately performed.
- control device 1 determines that the combustion torque of the cylinder 150 is lower than the threshold Ath with respect to the combustion torque in the normal combustion state of the cylinder 150, , And the third cylinder 153) is determined to be extinguished.
- control device 1 can appropriately determine the extinction state of the cylinder 150.
- the present invention is not limited to the one provided with all the configurations of the above-described embodiment, and a part of the configuration of the above-described embodiment is replaced with the configuration of the other embodiments. Alternatively, the configuration of the above-described embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment.
- the pump drive cam 500 has been described by exemplifying the case of a rectangular shape in a cross sectional view, but the shape of the pump drive cam 500 is not limited to this. It may have a polygonal shape, an elliptical shape, or any other speed change shape.
- the fuel pump 131 is exemplified as the accessory that provides the rotational load of the crankshaft 123, and the case of suppressing the driving of the fuel pump 131 has been described, but the invention is not limited thereto.
- the auxiliary device for suppressing the drive may be, for example, an alternator, which is an auxiliary device serving as a load of engine torque, in addition to the fuel pump 131 described above.
- Control device 5: Camshaft, 5a: Intake camshaft, 5b: Exhaust camshaft, 6a: Intake valve, 6b: Exhaust valve, 10: Analog input, 20: Digital input, 30: A / D conversion Unit 40: RAM 50: MPU 60: ROM 70: I / O port 80: output circuit 81: overall control unit 82: fuel injection control unit 83: ignition control unit 84: cylinder discrimination unit , 85: angle information generation unit, 86: rotation speed information generation unit, 87: intake air measurement unit, 88: load information generation unit, 89: water temperature measurement unit, 100: internal combustion engine, 110: air cleaner, 111: old period, 112: Intake manifold, 113: Throttle valve, 113a: Throttle opening sensor, 114: Flow sensor, 115: Intake temperature sensor, 116: Intake pressure sensor, 120: Ring gear, 12 : Crank angle sensor, 122: water temperature sensor, 123: crankshaft, 125: accelerator pedal,
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
内燃機関において、燃焼トルクの変動を抑えることで振動を小さくし、運転者の乗り心地の悪化を防止する。そのため、複数の気筒150(第1気筒151、第2気筒152、第3気筒153、第4気筒154)を有する内燃機関100の制御装置において、複数の気筒150が正常燃焼状態か消炎状態かを検知する燃焼状態検知部と、気筒150で発生する燃焼トルクの負荷となる燃料ポンプ131の駆動を制御する制御装置1と、を有し、制御装置1は、複数の気筒150のうち、何れかの気筒151~154が消炎状態であると判定した場合、消炎状態の気筒151~154の所定の燃焼タイミングにおいて、燃料ポンプ131の駆動を抑制する制御を行う構成とした。
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
近年、車両の燃費向上のため、理論空燃比よりも薄い混合気で運転する技術や、燃焼後の排気ガスの一部を取り入れ、再度吸気させる技術などを取り入れた内燃機関の制御装置が開発されている。
この種の内燃機関の制御装置では、燃焼室における燃料や空気の量が理論値から乖離するため、燃焼室での燃焼が不安定となる。その結果、車両では、内燃機関の燃焼トルク(エンジントルク)の変動増大による振動が大きくなり、運転者の乗り心地が悪化してしまう。
特許文献1には、点火前における筒内圧と容積に基づいて点火装置を制御することで、空燃比が希薄の場合における燃焼安定化を図っている。
特許文献1に開示されている技術は、点火前の気筒内の温度分布が均一でガス流動がないことが前提となっており、実際の点火後の気筒内の温度分布やガス流動を反映していないため、燃焼室での燃焼を安定させることができない。その結果、内燃機関において、燃焼トルクの変動増大による振動が大きくなり、運転者の乗り心地が悪化してしまう。
したがって、本発明は、内燃機関において、燃焼トルクの変動を抑えることで振動を小さくし、運転者の乗り心地の悪化を防止することを目的とする。
上記課題を解決するため、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置において、複数の気筒が正常燃焼状態か非正常燃焼状態かを検知する燃焼状態検知部と、気筒で発生する燃焼トルクの負荷となる車両用補機の駆動を制御する制御部と、を有し、制御部は、複数の気筒のうち、何れかの気筒が非正常燃焼状態であると判定した場合、当該非正常燃焼状態の気筒の所定の燃焼タイミングにおいて、車両用補機の駆動を抑制する制御を行う構成とした。
本発明によれば、内燃機関において、燃焼トルクの変動を抑えることで振動を小さくし、運転者の乗り心地の悪化を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置1を説明する。実施の形態では、制御装置1により、直列4気筒の内燃機関100を制御する場合を例示して説明する。
以下、実施の形態において、内燃機関100の一部の構成又は全ての構成及び制御装置1の一部の構成又は全ての構成を組み合わせたものを、内燃機関100の制御装置1と言う。
以下、実施の形態において、内燃機関100の一部の構成又は全ての構成及び制御装置1の一部の構成又は全ての構成を組み合わせたものを、内燃機関100の制御装置1と言う。
[内燃機関]
図1は、内燃機関100の制御装置1の要部構成を説明する図である。
図2は、制御装置1の機能構成を説明する機能ブロック図である。
図1は、内燃機関100の制御装置1の要部構成を説明する図である。
図2は、制御装置1の機能構成を説明する機能ブロック図である。
内燃機関100では、外部から吸引した空気はエアクリーナ110、吸気管111、吸気マニホールド112を通流し、各気筒150に流入する。各気筒150に流入する空気量は、スロットル弁113により調整され、スロットル弁113で調整された空気量は、流量センサ114により測定される。
スロットル弁113には、スロットルの開度を検出するスロットル開度センサ113aが設けられており、このスロットル開度センサ113aで検出されたスロットル弁113の開度情報は、制御装置(Electronic Control Unit:ECU)1に出力される。
なお、スロットル弁113は、電動機で駆動される電子スロットル弁が用いられるが、空気の流量を適切に調整できるものであれば、その他の方式によるものでもよい。
各気筒150に流入した空気の温度は、吸気温センサ115で検出される。
クランクシャフト123に取り付けられたリングギア120の径方向外側には、クランク角センサ121が設けられており、このクランク角センサ121により、クランクシャフト(図示せず)の回転角度が検出される。実施の形態では、クランク角センサ121は、10°毎及び燃焼周期毎のクランクシャフト123の回転角度を検出する。
シリンダヘッド180(図3参照)のウォータジャケット(図示せず)には、水温センサ122が設けられており、この水温センサ122により、内燃機関100の冷却水の温度を検出する。
また、車両には、アクセルペダル125の変位量(踏み込み量)を検出するアクセルポジションセンサ(Accelerator Position Sensor:APS)126が設けられており、このアクセルポジションセンサ126により、運転者の要求トルクを検出する。このアクセルポジションセンサ126で検出された運転者の要求トルクは、後述する制御装置1に出力され、制御装置1は、この要求トルクに基づいて、スロットル弁113を制御する。
燃料タンク130に貯留された燃料は、燃料ポンプ131によって吸引及び加圧された後、プレッシャレギュレータ132が設けられた燃料配管133を通流し、燃料噴射弁(インジェクタ)134に誘導される。燃料ポンプ131から出力された燃料は、プレッシャレギュレータ132で所定の圧力に調整され、燃料噴射弁134から各気筒150内に噴射される。プレッシャレギュレータ132で圧力調整された結果、余分な燃料は戻り配管(図示せず)を介して燃料タンク130に戻される。
内燃機関100のシリンダヘッド180(図3参照)には、燃焼圧センサ(CylinderPressure Sensor:CPS、筒内圧センサとも言う)140が設けられている。燃焼圧センサ140は、各気筒150内に設けられており、気筒150内の圧力(燃焼圧)を検出する。
燃焼圧センサ140は、内燃機関100の機械的振動を計測する振動検出型のセンサである。実施の形態では、燃焼圧センサ140は、非共振型の振動検出センサであり、広い周波数帯域に渡って内燃機関100の振動を検出することができるようになっている。
各気筒150には、燃焼後のガス(排気ガス)を、気筒150の外側に排出する排気マニホールド160が取り付けられている。この排気マニホールド160の排気側には、三元触媒161が設けられており、排気ガスは三元触媒161で浄化された後、大気に排出される。
三元触媒161の上流側には、上流側空燃比センサ162と排気温センサ164とが設けられている。上流側空燃比センサ162は、各気筒150から排出された排気ガスの空燃比を連続的に検出する。排気温センサ164は、気筒150から排出された排気ガスの温度を測定する。
また、三元触媒161の下流側には、下流側空燃比センサ163が設けられており、この下流側空燃比センサ163は、理論空燃比近傍でスイッチ的な検出信号を出力する。実施の形態では、下流側空燃比センサ163は、O2センサである。
また、各気筒150の上部には、点火プラグ200が各々設けられており、点火プラグ200の放電(点火)により、気筒150内の空気と燃料との混合気に火花が着火し、気筒150内で爆発が起こり、ピストン170が押し下げられる。ピストン170が押し下げられることにより、クランクシャフト123が回転する。
点火プラグ200には、点火プラグ200に供給される電圧を生成する点火コイル(図示せず)が接続されており、点火コイル(図示せず)で発生した電圧により、点火プラグ200の中心電極(図示せず)と外側電極(図示せず)との間に放電が生じる。
図1に戻って、前述したスロットル開度センサ113a、流量センサ114、クランク角センサ121、アクセルポジションセンサ126、水温センサ122、燃焼圧センサ140等の各種センサからの出力信号は、制御装置1に出力される。制御装置1では、これら各種センサからの出力信号に基づいて、内燃機関100の運転状態を検出し、気筒150内に送出する空気量(目標空気量)、燃料噴射量、点火プラグ200の点火タイミング等の制御を行う。
制御装置1で演算された目標空気量は、スロットル開度(目標スロットル開度)から電子スロットル駆動信号に変換され、スロットル弁113を駆動する電動機(図示せず)に出力される。さらに、制御装置1で演算された点火タイミングは、通電開始角と通電角に変換された点火信号として点火コイル(図示せず)に出力され、その点火信号に基づいて、点火プラグ200で放電(点火)される。
[制御装置のハードウェア構成]
次に、制御装置1のハードウェアの全体構成を説明する。
次に、制御装置1のハードウェアの全体構成を説明する。
図1に示すように、制御装置1は、アナログ入力部10と、デジタル入力部20と、A/D(Analog/Digita)変換部30と、RAM(Random Access Memory)40と、MPU(Micro-Processing Unit)50と、ROM(Read Only Memory)60と、I/O(Input/Output)ポート70と、出力回路80と、を有する。
アナログ入力部10には、スロットル開度センサ113a、流量センサ114、アクセルポジションセンサ126、上流側空燃比センサ162、下流側空燃比センサ163、燃焼圧センサ140、水温センサ122等の各種センサからのアナログ出力信号が入力される。
アナログ入力部10には、A/D変換部30が接続されている。アナログ入力部10に入力された各種センサからのアナログ出力信号は、ノイズ除去等の信号処理が行われた後、A/D変換部30でデジタル信号に変換れ、RAM40に記憶される。
デジタル入力部20には、クランク角センサ121からのデジタル出力信号が入力される。
デジタル入力部20には、I/Oポート70が接続されており、デジタル入力部20に入力されたデジタル出力信号は、このI/Oポート70を介してRAM40に記憶される。
RAM40に記憶された各出力信号は、MPU50で演算処理される。
MPU50は、ROM60に記憶された制御プログラム(図示せず)を実行することで、RAM40に記憶された出力信号を、制御プログラムに従って演算処理する。MPU50は、制御プログラムに従って、内燃機関100を駆動する各アクチュエータ(例えば、スロットル弁113、プレッシャレギュレータ132、点火プラグ200等)の作動量を規定する制御値を算出し、RAM40に一時的に記憶する。
RAM40に記憶されたアクチュエータの作動量を規定する制御値は、I/Oポート70を介して出力回路80に出力される。
出力回路80には、点火プラグ200に印加する電圧を制御する点火制御部83(図3参照)の機能などが設けられている。
[制御装置の機能ブロック]
次に、制御装置1の機能構成を説明する。
次に、制御装置1の機能構成を説明する。
図2は、制御装置1の機能構成を説明する機能ブロック図である。この制御装置1の各機能は、MPU50がROM60記憶された制御プログラムを実行することで、出力回路80で実現される。
図2に示すように、制御装置1の出力回路80は、全体制御部81と、燃料噴射制御部82と、点火制御部83とを有する。
全体制御部81は、アクセルポジションセンサ126と、燃焼圧センサ140(CPS)に接続されており、アクセルポジションセンサ126からの要求トルク(加速信号S1)と、燃焼圧センサ140からの出力信号S2とを受け付ける。
全体制御部81は、アクセルポジションセンサ126からの要求トルク(加速信号S1)と、燃焼圧センサ140からの出力信号S2とに基づいて、燃料噴射制御部82と点火制御部83の全体的な制御を行う。
実施の形態では、全体制御部81には、少なくとも燃焼圧センサ140からの燃焼圧(振動:出力信号S2)情報が入力されており、全体制御部81は、この情報に基づいて燃焼圧の検出やノッキング発生を検出する。
燃料噴射制御部82は、内燃機関100の各気筒150を判別する気筒判別部84と、クランクシャフト123のクランク角を計測する角度情報生成部85と、エンジン回転数を計測する回転数情報生成部86と、に接続されており、気筒判別部84からの気筒判別情報S3と、角度情報生成部85からのクランク角度情報S4と、回転数情報生成部86からのエンジン回転数情報S5と、を受け付ける。
また、燃料噴射制御部82は、気筒150内に吸気される空気の吸気量を計測する吸気量計測部87と、エンジン負荷を計測する負荷情報生成部88と、エンジン冷却水の温度を計測する水温計測部89と、に接続されており、吸気量計測部87からの吸気量情報S6と、負荷情報生成部88からのエンジン負荷情報S7と、水温計測部89からの冷却水温度情報S8と、を受け付ける。
燃料噴射制御部82は、受け付けた各情報に基づいて、燃料噴射弁134から噴射される燃料の噴射量と噴射時間(燃料噴射弁制御情報S9)を算出し、算出した燃料の噴射量と噴射時間とに基づいて燃料噴射弁134を制御する。
点火制御部83は、全体制御部81のほか、気筒判別部84と、角度情報生成部85と、回転数情報生成部86と、負荷情報生成部88と、水温計測部89とに接続されており、これらからの各情報を受け付ける。
点火制御部83は、受け付けた各情報に基づいて、点火コイル(図示せず)の1次側コイル(図示せず)に通電する通電量(通電角)と、通電開始時間と、1次側コイル(図示せず)に通電した電流を遮断するタイミング(点火タイミング)を算出する。
点火制御部83は、算出した通電量と、通電開始時間と、点火タイミングとに基づいて、点火コイル(図示せず)の1次側コイル(図示せず)に点火信号SAを出力することで、点火プラグ200による点火の制御を行う。
さらに、この点火制御部83には、全体制御部81からの燃焼圧(筒内圧)情報と、ノッキング情報とが入力されている。
点火制御部83は、燃焼圧情報に基づくMBT制御による点火タイミングの補正値を演算し、ノッキング情報に基づく遅角補正値を演算する。点火制御部83は、これらの演算結果に基づいて、MBT(Minimum dvance for the Best Torque)制御やノッキングが生じた時の遅角制御を実行する。
[内燃機関の要部構成]
次に、実施の形態にかかる制御装置1を適用した内燃機関100(車両用筒内噴射式ガソリンエンジン)の要部構成を説明する。
次に、実施の形態にかかる制御装置1を適用した内燃機関100(車両用筒内噴射式ガソリンエンジン)の要部構成を説明する。
図3は、制御装置1を適用した内燃機関100(車両用筒内噴射式ガソリンエンジン)の要部構成を説明する模式図である。
図4は、各気筒150の配列を説明する平面図である。
図4は、各気筒150の配列を説明する平面図である。
図3に示すように、実施の形態の内燃機関100は、火花点火式燃焼を実施する車両用の直列4気筒ガソリンエンジンである場合を例示して説明する。
図4に示すように、この内燃機関100では、第1気筒151、第2気筒152、第3気筒153、第4気筒154が、シリンダブロック(図示せず)に直列に設けられている。以下、これら第1気筒151~第4気筒154を特に区別しない場合、単に気筒150と言う。
各気筒150の燃焼室150a内に、点火プラグ200と、燃焼圧センサ140とが取り付けられている。内燃機関100が、直列4気筒の場合、各気筒150の燃焼室150aでは、クランクシャフト123の回転角度が180度周期で、点火プラグ200による点火と燃焼が行われる。各気筒150における燃焼は、第1気筒151、第3気筒153、第4気筒154、第2気筒152の順番で行われる。
各気筒150に流入する空気の圧力は、吸気マニホールド112に設けられた吸気圧センサ116により測定される。
各気筒150の上方には、シリンダヘッド180が設けられている。シリンダヘッド180には、気筒150内への混合気(空気と燃料との混合気)の吸入を調整する吸気バルブ6aを稼働させる吸気カムシャフト5aと、気筒150内からの排気ガスの排気を調整する排気バルブ6bを稼働させる排気カムシャフト5bとが設けられている。
[燃料ポンプ]
次に、燃料噴射弁134に高圧燃料を供給する燃料ポンプ131を説明する。
次に、燃料噴射弁134に高圧燃料を供給する燃料ポンプ131を説明する。
図5は、燃料ポンプ131を説明する模式図である。
図5に示すように、燃料ポンプ131は、燃料配管133により燃料タンク130と燃料噴射弁134とに接続されている。燃料ポンプ131は、吸気カムシャフト5aと連結しており、吸気カムシャフト5aの回転により駆動する。燃料配管133中には、燃料噴射弁134での燃料噴射圧力を計測するための燃料圧センサ135が設けられている。
燃料ポンプ131は、燃料タンク130から供給された燃料を高圧にした後、燃料噴射弁134へ燃料を送出する。燃料噴射弁134は、開閉弁を内蔵しており、弁を開くことで内燃機関100の気筒150内へ燃料を噴射する。
次に、燃料ポンプ131の動作原理を説明する。
図6は、燃料ポンプ131の動作原理を説明する図である。
図6に示すように、燃料ポンプ131は、燃料(矢印)が吸入弁1311から加圧室1312に導入された後、所定のタイミングで吸入弁1311を閉じる。
次に、燃料ポンプ131では、ポンプ駆動カム500の回転に伴うプランジャ1313の上昇により、加圧室1312内の燃料圧力が上昇する。
燃料ポンプ131は、燃料圧力センサ(図示せず)で測定された加圧室1312内の燃料圧力が目標値に到達すると、吸入弁1311を開く。
燃料ポンプ131の加圧工程は、吸入弁1311を閉じてから開くまでの過程であり、この期間は、ポンプ駆動カム500の回転駆動によりプランジャ1313を稼働させるため、ポンプ駆動カム500の駆動トルクが必要となる。
ポンプ駆動カム500は、内燃機関100のクランクシャフト123と連動しているため、ポンプ駆動カム500の駆動トルクは、内燃機関100の燃焼により生じた燃焼トルク(エンジントルク)に対して反力となる。このポンプ駆動カム500の駆動トルクと、燃焼トルクの合計が内燃機関100のエンジントルクとして外部に出力される。
ここで、実施の形態では、ポンプ駆動カム500は、断面視において四角形形状の基本形状を成している。ポンプ駆動カム500は。クランクシャフト123が2回転(720度回転)する度に1回転(360度回転)するようになっている。よって、クランクシャフト123が半回転(180度回転)する度に、ポンプ駆動カム500の駆動トルクがクランクシャフト123の負荷として作用することになる。
ポンプ駆動カム500の形状は、内燃機関100の気筒の数に応じて適宜決めることができ、ポンプ駆動カム500の頂点の数(例えば、四角形の4つの頂点)が気筒の数と同じになることが望ましい。例えば、6気筒の内燃機関であれば、三角形形状のポンプ駆動カムを2個用いて、ポンプ駆動カムの頂点の合計数を気筒数と同じにしてもよく、8気筒の内燃機関であれば、四角形のポンプ駆動カムを2個用いて、ポンプ駆動カムの頂点の合計数を気筒数と同じにしてもよい。
また、実施の形態では、制御装置1は、気筒150におけるピストン170が上死点を越えた後に、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉じるように制御している。そのため、ポンプ駆動カム500の回転軸回りの取り付け位置を、ピストン170が上死点を越えた後、プランジャ1313を上昇方向に稼働させるように設定している。
よって、ポンプ駆動カム500の駆動トルクは、ピストン170が上死点を越えた後、最大値となるように設定されている(図11の中段参照)。
次に、気筒150内の筒内圧Pの変化を説明する。
図7は、燃焼圧センサ140により検出された筒内圧の波形の一例であり、正常な燃焼状態における筒内圧P11の一例を示している。
図8は、燃焼圧センサ140により検出された筒内圧の波形の一例であり、消炎状態における筒内圧P1の一例を示している。
図7及び図8は、横軸に時間、縦軸に筒内圧Pを取っている。
図7に示すように、正常な燃焼状態における気筒150の筒内圧P11は、上死点の後に最大値となる。
図8に示すように、消炎状態における気筒150の筒内圧P12は、正常状態の時の筒内圧P11と比べて最大値が小さくなると共に、最大値となるタイミングが上死点に近くなる。なお、消炎状態とは、気筒150内の空燃比が希薄な場合などで、点火後に燃焼が開始し、その後、燃焼中に消炎が発生した状態である。
次に、図9は、正常状態における筒内圧P11と消炎状態における筒内圧P12との差Aの一例を説明する図である。図9では、横軸に時間、縦軸に正常状態の筒内圧P11と消炎状態の筒内圧P12との差A(P11-P12)を取っている。
図9に示すように、点火後から上死点に至る間に、正常状態における筒内圧P11の最大値と、消炎状態における筒内圧P12の最大値との差Aが、予め定めた閾値Athを越えて小さくなった場合、制御装置1は、この気筒150内で消炎が発生したと判定する。
閾値Athは、正常燃焼状態の時の筒内圧と、消炎状態の時の筒内圧を複数実測し、その差分の平均値などから予め算出した値である。
実施の形態では、制御装置1は、所定の気筒150における筒内圧Pの最大値の差Aが、所定の閾値Athを越えた場合、その気筒150内で消炎が発生したと判定し、上死点において、燃料ポンプ131の吸入弁1311を開弁して、ポンプ駆動カム500の駆動トルクを小さくしている(図12の中段参照)。
[制御装置の動作]
次に、制御装置1による内燃機関100で発生した燃焼トルク(エンジントルク)の一例を説明する。
次に、制御装置1による内燃機関100で発生した燃焼トルク(エンジントルク)の一例を説明する。
初めに、従来の内燃機関100で発生した燃焼トルク(エンジントルク)の一例を説明する。
図10は、従来の内燃機関100で発生した燃焼トルク(エンジントルク)の一例を説明する図である。
図10の上段は、横軸にクランクシャフト123の回転角度(クランク角)、縦軸に各気筒150での燃焼によりクランクシャフト123へ伝達する燃焼トルクを取った図であり、中段は、横軸にクランク角、縦軸に燃料ポンプ131(ポンプ駆動カム500)の駆動トルクを取った図であり、下段は、横軸にクランク角、縦軸に燃焼トルクと駆動トルクとを合計した値を取っている。この燃焼トルクと駆動トルクとを合計した値が、内燃機関100で出力されるトルク(エンジントルク)となる。
図10は、第1気筒151と、第4気筒154と、第2気筒152の燃焼が正常状態であり、第3気筒153の燃焼が消炎状態である場合の波形例である。
図10の上段に示すように、内燃機関100では、クランクシャフト123が180度回転する度に各気筒151~154で燃焼及び爆発が起こり、上死点(約180度、約360度、約540度、約720度)の少し前のタイミングで、燃焼トルクが最小値となり、上死点の少し後のタイミングで、燃焼トルクが最大値となっている。そして、第3気筒153での燃焼が消炎したことにより、第3気筒153の燃焼トルクの最大値が、他の気筒151、152、154の燃焼トルクの最大値よりも小さくなっている。
次に、図10の中段に示すように、制御装置1は、上死点の少し前のタイミングで、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉じると共に、ポンプ駆動カム500の回転駆動によりプランジャ1313を上昇させて加圧室1312の圧力を高める。そして、制御装置1は、上死点のタイミングで、吸入弁1311を開いて加圧室1312の圧力を低下させる。
その結果、燃料ポンプ131(ポンプ駆動カム500)の駆動トルク(負荷)は、上死点の少し前のタイミングで最小値となり、上死点で、吸入弁1311を開いて加圧室1312の圧力を開放している。よって、ポンプ駆動カム500の駆動による負荷の位相は、クランクシャフト123の上死点において、発生終了位置となっている。
次に、図10の下段に示すように、各気筒150の燃焼トルク(図10の上段)と、ポンプ駆動カム500の駆動トルク(図10の中段)とを合計したトルクが、内燃機関100で出力されるトルク(エンジントルク)となる。実施の形態では、ポンプ駆動カム500の駆動トルクは、負のトルクとなっているので、クランクシャフト123の回転負荷として作用する。
図10の下段に示すように、ポンプ駆動カム500の駆動トルク(図10の中段)が燃焼トルク(図10の上段)に付加された結果、各気筒150において、上死点の少し前で、燃焼トルクの最小値が付加前よりも大きくなっている。
実施の形態では、正常燃焼状態である気筒151、152、154の燃焼トルクと、消炎状態である第3気筒153の燃焼トルクとの差はAとなっており、この差Aにより、内燃機関100の不定期な振動が発生する。よって、制御装置1では、内燃機関100の不定期な振動の発生を防止し、運転者に違和感を与えないようにするために、この差Aを小さくすることが求められている。
さらに、内燃機関100では、正常燃焼状態である気筒151、152、154の燃焼トルクの最大値と最小値との差はBとなっており、この差Bによっても、内燃機関100の振動の絶対値が大きくなり、運転者の乗り心地を悪くする。よって、制御装置1では、前述した差Aを小さくすることに加え、この正常燃焼状態である気筒150の燃焼トルクの最大値と最小値との差Bを小さくすることが求められている。
次に、実施の形態にかかる制御装置1の制御により発生する内燃機関100の燃焼トルクを説明する。
図11は、実施の形態の内燃機関100で発生した燃焼トルク(エンジントルク)の一例を説明する図である。図11の見方は、図10と同様であるので、必要に応じて説明する。
前述した従来例では、ポンプ駆動カム500の負荷の位相は、クランクシャフト123の上死点において、ポンプ駆動カム500の負荷の発生終了位置であったのに対し、実施の形態では、図11の中段に示すように、ポンプ駆動カム500の負荷の位相は、クランクシャフト123の上死点において、ポンプ駆動カム500の負荷の発生開始位置となっている点が、前述した実施の形態と異なる。
図11の上段は、図10の上段と同じ波形であり、各気筒150の燃焼トルクを示しており、第3気筒153で燃焼の消炎が発生している。
図11の中段に示すように、制御装置1は、上死点で、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉じると共に、ポンプ駆動カム500の回転駆動によりプランジャ1313を上昇させて加圧室1312の圧力を高める。
その結果、燃料ポンプ131(ポンプ駆動カム500)の駆動トルク(負荷)は、上死点の少し後のタイミングで最小値となる。よって、ポンプ駆動カム500の駆動による負荷の位相は、クランクシャフト123の上死点において、発生開始位置となっている。
そして、図11の下段に示すように、ポンプ駆動カム500の駆動トルク(図11の中段)が燃焼トルク(図11の上段)に付加された結果、各気筒150において、上死点の少し後で、燃焼トルクの最大値が、駆動トルクの分だけ小さくなっている。
その結果、各気筒150のエンジントルクの最大値と最小値との差B1が、前述した従来例の差Bよりも小さくなる(B1<B)。よって、内燃機関100の振動の絶対値が小さくなり、運転者の乗り心地の悪化を防止することができる。
なお、正常燃焼状態の各気筒151、152、154の燃焼トルクの最大値と、消炎状態の気筒153の燃焼トルクの最大値の両方が、ポンプ駆動カム500の駆動トルクにより小さくなるので、正常燃焼状態の各気筒151、152、154の燃焼トルクの最大値と、消炎状態の気筒153の燃焼トルクの最大値との差A1は、前述した差Aと大きく異ならない(A1≒A)。
[第2の実施の形態]
そこで、第2の実施の形態では、消炎が発生した気筒(実施の形態では、気筒153)の燃焼トルクの最大値において、ポンプ駆動カム500の駆動を抑制(又は停止)することにより、消炎が発生した気筒(気筒153)でのエンジントルクの低下を抑えている。
そこで、第2の実施の形態では、消炎が発生した気筒(実施の形態では、気筒153)の燃焼トルクの最大値において、ポンプ駆動カム500の駆動を抑制(又は停止)することにより、消炎が発生した気筒(気筒153)でのエンジントルクの低下を抑えている。
図12は、第2の実施の形態の内燃機関100Aで発生した燃焼トルク(エンジントルク)の一例を説明する図である。図12の見方は、図10と同様であるので、必要に応じて説明する。
図12の上段は、図10(又は図11)の上段と同じ波形であり、各気筒150の燃焼トルクを示しており、第3気筒153で燃焼の消炎が発生している。
図12の中段に示すように、制御装置1は、消炎が発生した第3気筒の上死点前後のタイミングで、燃料ポンプ131の吸入弁1311の開放を継続し、ポンプ駆動カム500の駆動トルクの発生を抑える。
その結果、図12の下段に示すように、ポンプ駆動カム500の駆動トルク(図12の中段)が燃焼トルク(図12の上段)に付加されても、第3気筒153における駆動トルクによるエンジントルクの減少を抑えることができる。
よって、正常燃焼状態の各気筒151、152、154のエンジントルクの最大値と、消炎状態の第3気筒153のエンジントルクの最大値との差A2が、前述した従来例の差Aよりも小さくなる(A2<A)。よって、内燃機関100の不定期の振動を抑えることができ、運転者の違和感を小さくすることができる。
[燃料ポンプの制御方法]
次に、制御装置1による燃料ポンプ131の制御方法を説明する。図13の処理は、制御装置1が、所定の制御プログラムを実行することにより実行する処理である。
次に、制御装置1による燃料ポンプ131の制御方法を説明する。図13の処理は、制御装置1が、所定の制御プログラムを実行することにより実行する処理である。
図13は、制御装置1による燃料ポンプ131の制御方法のフローチャートである。
初めに、ステップS11において、制御装置1は、燃料ポンプ131の制御を開始する。
ステップS12において、制御装置1は、クランク角センサ121により、クランクシャフト123の回転角度を検出する。
ステップS13において、制御装置1は、検出したクランク角が、上死点(Top Dead Center:TDC)であるか否かを判定し、クランク角がTDCである場合(ステップS13:Yes)、ステップS26に進む。一方、制御装置1は、クランク角がTDCでない場合(ステップS13:No)、ステップS12に戻り、クランク角がTDCとなったと判定するまで、ステップS12、S13の処理を繰り返す。
ステップS14において、制御装置1は、ステップS12と同様に、クランク角センサ121により、クランクシャフト123の回転角度を検出する。
ステップS15において、制御装置1は、燃焼圧センサ140により各気筒150(実施の形態では、第1気筒151、第2気筒152、第3気筒153、第4気筒154)の筒内圧Pを検出する。
ステップS16において、制御装置1は、各気筒150のうち、何れかの気筒で消炎が発生したか否かを判定する。制御装置1は、何れかの気筒で消炎が発生したと判定した場合(ステップS16:Yes)、ステップS17に進み、消炎が発生していないと判定した場合(ステップS16:No)、ステップS14に戻り、再度、クランク角の検出を行う。
ここで、制御装置1による消炎が発生したか否かの判定は、燃焼圧センサ140で検出した各気筒150の正常燃焼状態と消炎状態の筒内圧の差Aを演算し、当該差Aが、予め設定した閾値Athを越えたか否かにより判定する。制御装置1は、筒内圧の差Aが所定の閾値Athを越えて小さくなった場合、当該気筒で消炎が発生したと判定する。
ステップS17において、制御装置1は、ステップS14で検出したクランク角と、ステップS15で検出した筒内圧に基づいて、各気筒150の燃焼トルク(クランクシャフト123の燃焼トルク)を演算する。
ステップS18において、制御装置1は、ステップS17で演算したクランクシャフト123の燃焼トルクに基づいて、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉弁する時期(CCA)を演算する。
具体的には、制御装置1は、各気筒150における燃焼によって、クランクシャフト123の燃焼トルクが最大値となる時期と、燃料ポンプ131のポンプ駆動カム500の駆動トルクが最大値となる時期とが一致するように、吸入弁1311の閉弁時期を演算する。
実施の形態では、制御装置1は、クランクシャフト123の燃焼トルクと、ポンプ駆動カム500の駆動トルクとの実測値を取得し、それらを関連付けたデータテーブル又はマップを予め作成して記憶している。制御装置1は、予め記憶したデータテーブルやマップを参照して、クランクシャフト123の燃焼トルクが最大値となる時期と、ポンプ駆動カム500の駆動トルクが最大値となる時期とが一致するように、吸入弁1311の閉弁時期を演算する。
なお、制御装置1は、前回(過去)の燃焼サイクルにおける、燃焼によるクランクシャフト123の燃焼トルクが最大値となる時期を参照して、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉弁する時期を演算してもよい。
ステップS19において、制御装置1は、クランク角センサ121により、現時点におけるクランクシャフト123の回転角度(クランク角)を検出する。
ステップS20において、制御装置1は、ステップS19で取得したクランク角が、吸入弁1311を閉弁する時期(CCA)未満であるか否かを判定し、クランク角がCCA未満であると判定した場合(ステップS20:Yes)、ステップS25に進み、クランク角がCCA未満でないと判定した場合(ステップS20:No)、ステップS19へ戻って、再度、クランク角を検出する。
ここで、制御装置1は、ステップS21において、燃料圧センサ135により、燃料噴射弁134での燃料噴射圧力(燃料圧)を計測する。
ステップS22において、制御装置1は、ステップS21で計測した燃料噴射圧力(燃料圧)が、予め設定された要求燃料圧未満であるか否かを判定し、要求燃料圧未満であると判定した場合(ステップS22:Yes)、ステップS25に進み、要求燃料圧以上であると判定した場合(ステップS22:No)、ステップS21へ進み、再度、燃料噴射圧力(燃料圧)を計測する。
ステップS23において、制御装置1は、ステップS12、S14と同時に、クランク角センサ121により、クランクシャフト123の回転角度(クランク角)を検出する。
ステップS24において、制御装置1は、ステップS23で検出したクランク角が、上死点後90度未満であるか否かを判定し、上死点後90度未満であると判定した場合(ステップS24:Yes)、ステップS25に進み、上死点後90以上であると判定した場合(ステップS24:No)、ステップS23に戻って、再度、クランク角を検出する。
ステップS25において、制御装置1は、ステップS20、S22、S24の全ての結果がNoの場合、ステップS26に進み、ステップS20、22、S24の全ての結果がNoでない場合、ステップS28に進む。
ステップS26において、制御装置1は、ステップS25、S13の結果の両方がYesの場合、ステップS27に進み、ステップS25、S13の両方がYesでない場合、ステップS28に進む。
ステップS27において、制御装置1は、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉弁する制御を行った後、ステップS11に戻る。
ステップS28において、制御装置1は、燃料ポンプ131の吸入弁1311を開弁する制御を行った後、ステップS11に戻る。
次に、他の実施の形態にかかる制御装置1Aによる燃料ポンプ131の制御方法を説明する。図14の処理は、制御装置1Aが、所定の制御プログラムを実行することにより実行する処理である。
図14は、制御装置1による燃料ポンプ131の制御方法のフローチャートである。
初めに、ステップS51において、制御装置1Aは、燃料ポンプ131の制御を開始する。
ステップS52において、制御装置1Aは、クランク角センサ121により、クランクシャフト123の回転角度を検出する。
ステップS53において、制御装置1Aは、検出したクランク角が、上死点(Top Dead Center:TDC)であるか否かを判定し、クランク角がTDCである場合(ステップS53:Yes)、ステップS71に進む。一方、制御装置1Aは、クランク角がTDCでない場合(ステップS53:No)、ステップS52に戻り、クランク角がTDCとなったと判定するまで、ステップS52、S53の処理を繰り返す。
ステップS54において、制御装置1Aは、ステップS52と同様に、クランク角センサ121により、クランクシャフト123の回転角度を検出する。
ステップS55において、制御装置1Aは、燃焼圧センサ140により各気筒150(実施の形態では、第1気筒151、第2気筒152、第3気筒153、第4気筒154)の筒内圧Pを検出する。
ステップS56において、制御装置1Aは、各気筒150のうち、何れかの気筒で消炎が発生したか否かを判定する。制御装置1Aは、何れかの気筒で消炎が発生したと判定した場合(ステップS56:Yes)、ステップS57に進み、消炎が発生していないと判定した場合(ステップS56:No)、ステップS54に戻り、再度、クランク角の検出を行う。
ステップS57において、制御装置1Aは、ステップS54で検出したクランク角と、ステップS55で検出した筒内圧に基づいて、各気筒150の燃焼トルク(クランクシャフト123のトルク)を演算する。
ステップS58において、制御装置1Aは、各気筒150の燃焼トルクを記憶し、前回の燃焼サイクルにおける燃焼トルクの最大値を記録する。
ステップS59において、制御装置1Aは、ステップS57で演算したクランクシャフト123の燃焼トルクに基づいて、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉弁する時期(CCA)を演算する。
ステップS60において、制御装置1Aは、クランク角センサ121により、現時点におけるクランクシャフト123の回転角度(クランク角)を検出する。
ステップS61において、制御装置1Aは、ステップS60で取得したクランク角が、吸入弁1311を閉弁する時期(CCA)未満であるか否かを判定し、クランク角がCCA未満であると判定した場合(ステップS61:Yes)、ステップS70に進み、クランク角がCCA未満でないと判定した場合(ステップS61:No)、ステップS60へ戻って、再度クランク角を検出する。
ステップS62において、制御装置1Aは、ステップS54で検出したクランク角と、ステップS55で検出した各気筒150の筒内圧Pとを履歴として記憶する。
ステップS63において、制御装置1Aは、ステップS62で記録した履歴に基づいて、燃焼解析処理を行い、各気筒150での燃焼終了時期を演算する。制御装置1Aは、この演算結果に基づいて、次の燃焼サイクルの燃焼終了時期(CC90)を推定する。
ステップS64において、制御装置1Aは、クランク角センサ121により、現時点におけるクランクシャフト123の回転角度(クランク角)を検出する。
ステップS65において、制御装置1Aは、ステップS64で検出したクランク角が、燃焼終了時期(CC90)未満であるか否かを判定する。制御装置1Aは、クランク角がCC90未満であると判定した場合(ステップS65:Yes)、ステップS70に進み、クランク角がCC90以上であると判定した場合(ステップS65:No)、ステップS54へ戻って、再度、現時点でのクランク角を検出する。
ここで、制御装置1Aは、ステップS66において、燃料圧センサ135により、燃料噴射弁134での燃料噴射圧力(燃料圧)を計測する。
そして、ステップS67において、制御装置1は、ステップS66で計測した燃料噴射圧力(燃料圧)が、予め設定された要求燃料圧未満であるか否かを判定し、要求燃料圧未満であると判定した場合(ステップS67:Yes)、ステップS70に進み、要求燃料圧以上であると判定した場合(ステップS67:No)、ステップS66へ進み、再度、燃料噴射圧力(燃料圧)を計測する。
ステップS68において、制御装置1Aは、ステップS52、S54と同時に、クランク角センサ121により、クランクシャフト123の回転角度(クランク角)を検出する。
ステップS69において、制御装置1Aは、ステップS68で検出したクランク角が、上死点後90度(ATDC90)未満であるか否かを判定し、上死点後90度未満であると判定した場合(ステップS69:Yes)、ステップS70に進み、上死点後90以上であると判定した場合(ステップS69:No)、ステップS68に戻って、再度、クランク角を検出する。
ステップS70において、制御装置1Aは、ステップS61、S67、S69の全ての結果がNoの場合、ステップS71に進み、ステップS61、67、S69の全ての結果がNoでない場合、ステップS73に進む。
ステップS71において、制御装置1Aは、ステップS70、S53の結果の両方がYesの場合、ステップS72に進み、ステップS70、S53の両方がYesでない場合、ステップS73に進む。
ステップS72において、制御装置1Aは、燃料ポンプ131の吸入弁1311を閉弁する制御を行った後、ステップS51に戻る。
ステップS73において、制御装置1Aは、燃料ポンプ131の吸入弁1311を開弁する制御を行った後、ステップS51に戻る。
このように、変形例に係る制御方法では、制御装置1Aは、ステップS58で燃焼トルクの最大値を記憶すると共に、ステップS59で、その燃焼トルクの最大値に基づいて閉弁時期を演算しているので、過去の燃焼トルクに基づいて、より適切な閉弁時期の決定を行うことができる。
また、制御装置1Aは、ステップS54で検出したクランク角と、ステップS55で検出した各気筒150の筒内圧Pとを履歴として記憶し、この履歴に基づいて、ステップS63で燃焼終了時期を推定している。よって、制御装置1は、過去の履歴情報に基づいて、燃焼終了時期をより適切に精度よく推定することができる。
以上説明した通り、実施の形態では、
(1)複数の気筒150(第1気筒151、第2気筒152、第3気筒153、第4気筒154)を有する内燃機関100の制御装置において、複数の気筒150が正常燃焼状態か消炎状態(非正常燃焼状態)かを検知する燃焼状態検知部(制御装置1によるステップS16又はステップS56の処理)と、気筒150で発生する燃焼トルク(図11、図12の上段参照)の負荷となる車両用補機(例えば、燃料ポンプ)の駆動を制御する制御装置1(制御部)と、を有し、制御装置1は、複数の気筒150のうち、何れかの気筒(例えば、第3気筒153)が消炎状態であると判定した場合、消炎状態の第3気筒153の所定の燃焼タイミングにおいて、車両用補機の駆動を抑制する制御を行う構成とした。
(1)複数の気筒150(第1気筒151、第2気筒152、第3気筒153、第4気筒154)を有する内燃機関100の制御装置において、複数の気筒150が正常燃焼状態か消炎状態(非正常燃焼状態)かを検知する燃焼状態検知部(制御装置1によるステップS16又はステップS56の処理)と、気筒150で発生する燃焼トルク(図11、図12の上段参照)の負荷となる車両用補機(例えば、燃料ポンプ)の駆動を制御する制御装置1(制御部)と、を有し、制御装置1は、複数の気筒150のうち、何れかの気筒(例えば、第3気筒153)が消炎状態であると判定した場合、消炎状態の第3気筒153の所定の燃焼タイミングにおいて、車両用補機の駆動を抑制する制御を行う構成とした。
このように構成すると、制御装置1は、消炎の発生した気筒(例えば、第3気筒153)の燃焼タイミングにおいて、この第3気筒の燃焼トルクの負荷となる車両用補機(例えば、燃料ポンプ)の駆動を抑制するので、消炎が発生した第3気筒153の燃焼トルクの変動を抑えることができる。よって、内燃機関100の不定期な振動を抑えることができ、運転者の乗り心地の悪化を防止することができる。
(2)また、所定の燃焼タイミングは、消炎が発生した気筒(例えば、第3気筒153)におけるピストン170の上死点(TDC)であり、制御装置1は、消炎が発生した第3気筒153のピストン170の上死点において、車両用補機の負荷が発生しないように車両用補機を駆動する構成とした。
このように構成すると、制御装置1は、消炎が発生した気筒(例えば、第3気筒153)における上死点での燃焼トルクの車両用補機の負荷による減少を抑えることができる。
よって、内燃機関100の不定期な振動を抑えることができ、運転者の違和感を小さくすることができる。
よって、内燃機関100の不定期な振動を抑えることができ、運転者の違和感を小さくすることができる。
(3)また、所定の燃焼タイミングは、気筒150におけるピストン170の上死点(TDC)であり、制御装置1は、ピストン170の上死点(TDC)において、車両用補機の負荷が最大値となるように車両用補機を駆動する構成とした。
このように構成すると、制御装置1は、気筒150における上死点での燃焼トルクの振幅を全体的に小さくすることができる。よって、内燃機関100の振動を全体的に小さくすることができ、運転者の乗り心地の悪化を防止することができる。
(4)また、制御装置1は、複数の気筒150のうち、所定の気筒(例えば、消炎が発生した第3気筒153)における燃焼トルクが、何れかの気筒150の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して閾値Ath(第1の閾値)以上、低くなると判定したことに基づいて、燃焼トルクが閾値Ath以上、低くなると判定した気筒(例えば、消炎が発生した第3気筒153)のピストン170の上死点において、車両用補機の駆動を抑制する構成とした。
このように構成すると、制御装置1は、所定の気筒150において、正常燃焼状態における燃焼トルクとの差が所定の閾値Ath以上、低くなると判定した場合に消炎が発生したと判定するので、車両用補機の駆動を抑制する制御を適切に行うことができる。
(5)また、車両用補機は、気筒150に燃料を供給する燃料ポンプ131であり、制御装置1は、所定の気筒(例えば、消炎が発生した第3気筒153)における燃焼トルクが、所定の気筒150の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して閾値Ath(所定の閾値)以上、低くなると判定したことに基づいて、燃焼トルクが閾値Ath以上、低くなると判定した第3気筒153のピストン170の上死点において、燃料ポンプ131の駆動トルクが最大値となるように燃料ポンプ131を駆動する構成とした。
このように構成すると、燃料ポンプ131の駆動は、ピストン170を駆動するクランクシャフト123に連動しているので、ピストン170の運動による燃焼トルクと燃料ポンプ131の駆動トルクとを連動させて、燃焼トルクの変動を効率よく制御することができる。
(6)また、燃料ポンプ131は、燃料が加圧される加圧室1312と、加圧室1312への燃料の供給を制御する吸入弁1311と、上下方向に駆動することで加圧室1312の燃料を加圧するプランジャ1313と、プランジャ1313を上下方向に駆動させるポンプ駆動カム500と、を有し、断面視におけるポンプ駆動カム500の頂点数を、気筒150の数と一致するように設定する構成とした。
このように構成すると、気筒150での燃焼トルクの波形と、ポンプ駆動カム500を駆動する駆動トルクの波形とが同位相となる。よって、燃焼トルクの最大値と駆動トルクの最大値とを一致させて、燃焼トルクの変動を小さくする制御を容易にすることができる。
(7)また、複数の気筒150内の各々の圧力を検出する燃焼圧センサ140(筒内圧センサ)と、内燃機関100のクランクシャフト123の回転角度を検出するクランク角センサ121と、を有し、制御装置1は、燃焼圧センサ140で検出した気筒150の圧力と、クランク角センサ121で検出したクランクシャフト123の回転角度とに基づいて、気筒150の燃焼トルクを演算し、当該気筒150の燃焼トルクが、当該気筒150の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して閾値Ath以上、低くなると判定した気筒(例えば、第3気筒153)のピストン170の上死点において、燃料ポンプ131の駆動トルクが最大値となるように燃料ポンプ131を駆動する構成とした。
このように構成すると、制御装置1は、燃焼圧センサ140で検出された筒内圧と、クランク角センサ121で検出されたクランク角とに基づいて、燃焼トルクを適切に演算することができるので、この燃焼トルクに基づく消炎の検知、燃焼トルクの抑制制御を適切に行うことができる。
(8)また、制御装置1(燃焼状態検知部)は、気筒150の燃焼トルクが、当該気筒150の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して閾値Ath以上、低くなると判定した場合、当該気筒(例えば、第3気筒153)に消炎が発生したと判定する構成とした。
このように構成すると、制御装置1は、気筒150の消炎状態を適切に判定することができる。
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は、前述した実施の形態を全て組み合わせてもよく、何れか2つ以上の実施の形態を任意に組み合わせても好適である。
また、本発明は、前述した実施の形態の全ての構成を備えているものに限定されるものではなく、前述した実施の形態の構成の一部を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよく、また、前述した実施の形態の構成を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよい。
また、前述した実施の形態の一部の構成について、他の実施の形態の構成に追加、削除、置換をしてもよい。
また、前述した実施の形態では、ポンプ駆動カム500は、断面視において四角形形状の場合を例示して説明したが、ポンプ駆動カム500の形状はこれに限定されるものではなく、三角形形状その他の多角形形状、楕円形形状、その他の変速的な形状であってもよい。
また、前述した実施の形態では、クランクシャフト123の回転負荷となる補機として燃料ポンプ131を例示し、この燃料ポンプ131の駆動を抑制する場合を説明したがこれに限定されるものではない。駆動を抑制する補機は、前述した、燃料ポンプ131のほか、例えば、エンジントルクの負荷となる補機であるオルタネータなどでもよい。
1:制御装置、5:カムシャフト、5a:吸気カムシャフト、5b:排気カムシャフト、6a:吸気バルブ、6b:排気バルブ、10:アナログ入力部、20:デジタル入力部、30:A/D変換部、40:RAM、50:MPU、60:ROM、70:I/Oポート、80:出力回路、81:全体制御部、82:燃料噴射制御部、83:点火制御部、84:気筒判別部、85:角度情報生成部、86:回転数情報生成部、87:吸気量計測部、88:負荷情報生成部、89:水温計測部、100:内燃機関、110:エアクリーナ、111:旧期間、112:吸気マニホールド、113:スロットル弁、113a:スロットル開度センサ、114:流量センサ、115:吸気温センサ、116:吸気圧センサ、120:リングギア、121:クランク角センサ、122:水温センサ、123:クランクシャフト、125:アクセルペダル、126:アクセルポジションセンサ、130:燃料タンク、131:燃料ポンプ、1311:吸入弁、1312:加圧室、1313:プランジャ、132:プレッシャレギュレータ、133:燃料配管、134:燃料噴射弁、135:燃料圧センサ、140:燃焼圧センサ、150~154:気筒、150a:燃焼室、160:排気マニホールド、161:三元触媒、162:上流側空燃比センサ、163:下流側空燃比センサ、164:排気温センサ、170:ピストン、180:シリンダヘッド、200:点火プラグ、500:ポンプ駆動カム
Claims (8)
- 複数の気筒を有する内燃機関の制御装置において、
前記複数の気筒が正常燃焼状態か非正常燃焼状態かを検知する燃焼状態検知部と、
前記気筒で発生する燃焼トルクの負荷となる車両用補機の駆動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記複数の気筒のうち、何れかの気筒が非正常燃焼状態であると判定した場合、当該非正常燃焼状態の気筒の所定の燃焼タイミングにおいて、前記車両用補機の駆動を抑制する制御を行う内燃機関の制御装置。 - 前記所定の燃焼タイミングは、前記非正常燃焼状態の前記気筒におけるピストンの上死点であり、
前記制御部は、
前記非正常燃焼状態の前記気筒のピストンの上死点において、前記車両用補機の負荷が発生しないように前記車両用補機を駆動する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記所定の燃焼タイミングは、前記気筒におけるピストンの上死点であり、
前記制御部は、
前記ピストンの上死点において、前記車両用補機の負荷が最大値となるように前記車両用補機を駆動する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御部は、
前記複数の気筒のうち、所定の気筒における燃焼トルクが、前記所定の気筒の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して第1の閾値以上、低くなると判定したことに基づいて、前記燃焼トルクが前記第1の閾値以上、低くなると判定した前記気筒の前記ピストンの上死点において、前記車両用補機の駆動を抑制する請求項2または請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記車両用補機は、前記気筒に燃料を供給する燃料ポンプであり、
前記制御部は、
前記所定の気筒における燃焼トルクが、前記所定の気筒の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して第1の閾値以上、低くなると判定したことに基づいて、前記燃焼トルクが前記第1の閾値以上、低くなると判定した前記気筒の前記ピストンの上死点において、前記燃料ポンプの駆動トルクが最大値となるように前記燃料ポンプを駆動する請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記燃料ポンプは、燃料が加圧される加圧室と、前記加圧室への燃料の供給を制御する吸入弁と、上下方向に駆動することで前記加圧室の燃料を加圧するプランジャと、前記プランジャを上下方向に駆動させるカムと、を有し、
断面視における前記カムの頂点数を、前記気筒数と一致するように設定した請求項5に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記複数の気筒内の各々の圧力を検出する筒内圧センサと、
前記内燃機関のクランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサと、を有し、
前記制御部は、
前記筒内圧センサで検出した前記気筒の圧力と、前記クランク角センサで検出した前記クランクシャフトの回転角度とに基づいて、前記気筒の燃焼トルクを演算し、当該気筒の燃焼トルクが、当該気筒の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して前記第1の閾値以上、低くなると判定した前記気筒の前記ピストンの上死点において、前記燃料ポンプの駆動トルクが最大値となるように前記燃料ポンプを駆動する請求項6に記載の内燃機関の制御装置。 - 燃焼状態検知部は、
前記気筒の燃焼トルクが、当該気筒の正常燃焼状態における燃焼トルクに対して前記第1の閾値以上、低くなると判定した場合、当該気筒に消炎が発生したと判定する請求項7に記載の内燃機関の制御装置。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004301047A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Mazda Motor Corp | エンジンの始動装置 |
| JP2009281335A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の動弁装置 |
| JP2016121595A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン制御装置 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135647A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-19 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼルエンジンの燃料噴射装置 |
| US4520780A (en) * | 1983-12-22 | 1985-06-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Diesel fuel injection pump with fuel injection cutoff upon detection of excessive actual fuel combustion time |
| JP2507550B2 (ja) * | 1988-08-29 | 1996-06-12 | 三菱電機株式会社 | 燃料制御装置 |
| JP3706335B2 (ja) * | 2001-12-12 | 2005-10-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の故障判定装置 |
| JP3614145B2 (ja) * | 2002-03-18 | 2005-01-26 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車の制御装置 |
| US20040107945A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-10 | Yeo Kok Seng | Engine control method responsive to cylinder misfire detection |
| JP4148145B2 (ja) * | 2004-01-22 | 2008-09-10 | 株式会社デンソー | 内燃機関の燃料供給装置 |
| US7080625B2 (en) * | 2004-05-21 | 2006-07-25 | General Motors Corporation | Engine operation during cylinder deactivation |
| JP4075856B2 (ja) * | 2004-05-24 | 2008-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料供給装置及び内燃機関 |
| US7069911B1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-07-04 | General Motors Corporation | Apparatus and methods for protecting a catalytic converter from misfire |
| JP4506700B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2010-07-21 | 株式会社デンソー | 燃料噴射制御装置 |
| JP4535024B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2010-09-01 | 株式会社デンソー | 燃圧制御装置 |
| JP4449967B2 (ja) * | 2006-10-06 | 2010-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JP4803100B2 (ja) | 2007-04-26 | 2011-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US8342151B2 (en) * | 2008-12-18 | 2013-01-01 | GM Global Technology Operations LLC | Deactivation of high pressure pump for noise control |
| WO2012046324A1 (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | パワートレーン、パワートレーンの制御方法および制御装置 |
| JP5705765B2 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-04-22 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの制御装置および方法 |
| JP6221321B2 (ja) * | 2013-04-17 | 2017-11-01 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
| US9297331B2 (en) * | 2013-05-09 | 2016-03-29 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for operating a direct injection fuel pump |
| US9243573B2 (en) * | 2013-05-31 | 2016-01-26 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for cylinder bank misfire detection and reactivation |
| US9683512B2 (en) * | 2014-05-23 | 2017-06-20 | Ford Global Technologies, Llc | Pressure device to reduce ticking noise during engine idling |
| JP6197822B2 (ja) * | 2015-04-13 | 2017-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料供給装置 |
| US10012168B2 (en) * | 2015-06-11 | 2018-07-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system |
| US10100774B2 (en) * | 2015-06-25 | 2018-10-16 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for fuel injection |
| US10161326B2 (en) * | 2016-06-01 | 2018-12-25 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for cylinder misfire detection |
| JP2019100214A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料ポンプ制御装置 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004301047A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Mazda Motor Corp | エンジンの始動装置 |
| JP2009281335A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の動弁装置 |
| JP2016121595A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン制御装置 |
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